【手続補正書】
【提出日】平成18年7月27日(2006.7.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
この第４の方法としては、前述の第２の方法における特定関数に利用した俯角に代えて視野距離としたものである。つまり、画素ごとに得られる受光量に対して撮影面積の違いを、カメラの地上高、これに伴う画素ごとの視野距離（画素と撮影点との距離）と、カメラの構造である画素数や、画素の集合体である撮影素子の大きさと集光レンズとに基づく画角等のカメラ固有の係数と、によって画素ごとに撮影した面積を求めるための特定（面積）関数が２次射影変換によって定まる。したがってカメラの地上高と視野距離を変数とし、あるいはカメラ固有の係数を変数に加えて、画素ごとの撮影面積を求め、画素ごとの反射光量を画素ごとにその撮影面積で除することによって撮影面積に影響されない画素ごとの反射光量を得ることができる。つまり、これによってカメラと撮影場所との距離（手前側と向かい側）に関する補正が実現できることになる。単位画素で取得した圃場面積が所定面積以下の画素について採用し、採用した画素を所定面積となるように区分することは前述の第２の方法と同様となるので、その説明は省略する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】以上のように構成された測定装置のカメラ２によって撮影した単位画素のデータは次のように処理される。図４は圃場をカメラ２の視点０から撮影したときの、カメラ２の地上高ｈ、俯角θ、画角ψ及び視野距離ｌ１，ｌ２等を示した図である。また図５（ａ）はエリアセンサー４の画素座標ｉｊで、図５（ｂ）はこの画素によって取得した圃場面積Ａｉｊを示している。図５で明らかなように各画素座標ｉｊで取得した圃場画像はそれぞれ面積が異なる。従って同じ圃場であっても画素座標ｉｊごとに情報量の密度が異なる。これを次の面積関数によって補正する。ここで言う面積関数とは一般的には２次射影変換といわれる数学的解析法であるのでその概要のみを説明する。上記カメラ２の地上高ｈあるいは視野距離ｌ、撮影の俯角θ、カメラ２固有の係数である画角ψ及び画素数とによって次の面積関数が成立する。
【数１】
（俯角） Ａｉｊ ＝ ｆ（θ、ｈ、ｉ，ｊ，ｘ１、ｘ２…）
… Ａ
（視野距離） Ａｉｊ ＝ ｇ（θ、ｌ、ｉ，ｊ，ｘ１、ｘ２…）
… Ｂ
Ａｉｊ：画素座標ｉｊで取得した圃場実面積
ｉ，ｊ：画素の座標
ｘ１：画角（カメラ固有）
ｘ２：画素数（カメラ固有）
これによって、俯角θと、地上高ｈあるいは視野距離ｌと、を与えることにより画素座標ごとの実面積Ａｉｊが演算できる。つまり、俯角に基づいて得られる圃場実面積式（数式１−Ａ）と視野距離に基づいて得られる圃場実面積式（数式１−Ｂ）のいずれかによって実面積を得ることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図７及び図８で示すものは、圃場１の作物葉を撮影した２４万画素のデータを更に複数の区画に分割して処理する例を示している。例えば、カメラ２によってフィルタ５を切り換えてフィルタごとに、圃場１のある範囲の稲の葉の反射光量を受光してデータ処理装置２０に送出し、データ処理装置２０では、Ａ／Ｄ変換器２１によって信号をデジタルに変換し、フレームメモリ２２に記憶する。ＣＰＵ２６は、フレームメモリ２２に記憶してあるフィルタ５ごとの葉の反射光量について、図７のように、例えば、左上から区画ＮＯ１〜９を決定し、区画内の各画素によって受光された受光量の平均値を求めて、予めＲＯＭ２８に記憶された前記数式に基づいて各区画の反射率を演算してＲＡＭ２９に記憶する。モニター２３には画像処理ボード２４で処理された画像が表示される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
ここでの区分は次のようにして決定される。まず図7で示す区分の第１の方法は、圃場を撮影して単位画素で得られた圃場実面積Ａｉｊのうち最大値を示す画素（図７ではＮ０１〜３のそれぞれ）の圃場実面積を基準として、つまりこの最大圃場実面積を基準面積として、隣り合う複数画素を組み合わせて一定面積となるように全ての画素を区分する。このとき単位画素を更に分割するようなことになっても、単位面積当たりの反射光量が求めてあるので、分割した面積に単位面積当たりの反射光量が反映できるので可能である。以上のように区分してここでは便宜上９区分されとものとする。つまり、図７の最上部にあたる画素ＮＯ１〜３のそれぞれが最大実面積であったとし、この実面積を基準として、以下の画素を一定面積に区分すると、ＮＯ４〜６が３画素分、ＮＯ７〜９が５画素分で一定面積となることを示している。実際にはもっと複雑な区分となるが、ここでは簡略的に示している。ここで一定面積が１ｍ２から５ｍ２
となるようにカメラを配置して撮影することが好ましい。これより小さい単位に区分しても、作物葉の大きさや植裁密度等から、画素ごとで得られる反射光量すべてに作物葉の情報が反映されないだけでなく、作業効率が低下するものとなる。逆に区分面積があまり大きすぎると、作業効率は向上するが得られる情報が粗雑となり、精度の低下を招くことになる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
次に図８で示す区分の第２の方法は、圃場を撮影して単位画素で得られた圃場実面積Ａｉｊのうち、所定面積、例えば１ｍ２
を超えない画素（区分ＮＯ１〜９に含まれる画素）だけを選択し、所定面積を基準面積として隣り合う複数画素を組み合わせて所定面積となるように全ての画素を区分する。このとき単位画素を更に分割するようなことになっても、単位面積当たりの反射光量が求めてあるので、分割した面積に単位面積当たりの反射光量が反映できるので可能である。ここでは便宜上９区分されたものとする。図８においては、最上部の３画素は所定面積を超える画素であり除外して、一定面積以下となる画素のうち、区分ＮＯ１〜３が丁度所定面積となり、ＮＯ４〜６が３画素分で所定面積となり、ＮＯ７〜９が４画素分で所定面積となることを示している。実際にはもっと複雑な区分となるが、ここでは簡略的に示している。所定面積を１ｍ２
とすることは、これより小さい単位に区分しても、作物葉の大きさや植裁密度等から、画素ごとで得られる反射光量すべてに作物葉の情報が反映されないだけでなく、作業効率が低下するものとなる。逆に区分面積があまり大きすぎると、作業効率は向上するが得られる情報が粗雑となり、精度の低下を招くことになる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】更に詳説すると、仮に区画ＮＯ１におけるフィルタ１による反射率Ｒ１、フィルタ２による反射率Ｒ２、フィルタ３による反射率Ｒ３、フィルタ４による反射率Ｒ４が存在し、区画内の作物葉を化学分析して取得した窒素含有率Ｎ１が存在するとき、
【数６】
Ｎ１ ＝ Ｆ0＋Ｆ１・Ｒ１＋Ｆ２・Ｒ２＋Ｆ３・Ｒ３＋Ｆ４・Ｒ４
が成立するとすれば、複数の窒素含有率Ｎを測定することによって
【数７】
Ｎ1 ＝ Ｆ0＋Ｆ１・Ｒ11＋Ｆ２・Ｒ21＋Ｆ３・Ｒ31＋Ｆ４・Ｒ41
Ｎ2 ＝ Ｆ0＋Ｆ１・Ｒ12＋Ｆ２・Ｒ22＋Ｆ３・Ｒ32＋Ｆ４・Ｒ42
・ ・ ・ ・ ・ ・
Ｎｎ ＝ Ｆ0＋Ｆ１・Ｒ1n＋Ｆ２・Ｒ2n＋Ｆ３・Ｒ3n＋Ｆ４・Ｒ4n
となって、これらを重回帰分析すれば、
【数８】
Ｎ ＝ Ｆ0＋Ｆ１・Ｒ1＋Ｆ２・Ｒ2＋Ｆ３・Ｒ3＋Ｆ４・Ｒ4＋Ｃ
Ｎ：測定対象の窒素含有率，Ｆ0〜Ｆ4：定数，Ｒ1〜Ｒ4：フィルタごとの反射率
Ｃ：補正値
として、関係式（第１の作物関係式）を求めることができる。葉色値についても同様にして関係式を求めることができる。この数式８をＲＯＭ２８に記憶しておく。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
このようにして数式１乃至数式５及び数式８をＲＯＭ２８に記憶しておけば、カメラ２によって基準板と受光範囲の稲の葉を撮影して、この画像信号をデータ処理装置２０に送出すると、データ処理装置２０では、第１の作物関係式に基づいて窒素含有率を演算することができる。これによって、受光範囲内の稲の窒素含有率あるいは各区画の窒素含有率（第１の作物情報）ＮＯ１〜９を求めることができる。図７に各区画に記載された数値がこのとき求められた窒素含有率の一例である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
次に栄養診断の第２の実施例について説明する。カメラ２によって、基準板３の反射光と、自然光に晒される圃場１から稲の成育によって増減する作物情報である、例えば窒素含有率に関連した波長の反射光量とを測定する。図２乃至図４で示したようにデータ処理装置２０において、カメラ２で測定したＮＯ１〜９の区画に分割した反射光量と、ＲＯＭ２８に記憶した区画ごとの反射率を求める数式とによって反射率を演算し、求めた反射率とＲＯＭ２８に記憶してある第１の作物関係式とによって、第１の作物情報である区画ごとの窒素含有率を得てＲＡＭ２９に記憶する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
次に測定者によってあるいは装置２０によって、ここで得られた区画ごとの値の中から任意の２区画の窒素含有量を選択し、好ましくは窒素含有率が最大値と最小値となった区画を選択する。図７または図８で選択した区画、例えば最大値であるＮＯ５の４．２％の区画と、最小値であるＮＯ７の３．６％の区画に該当する圃場の区画で成育する稲の葉の窒素含有率を測定装置３０で測定する。ここで測定する窒素含有率は測定方位、植栽密度などの影響は受けていない。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
測定装置３０では、前述したように圃場の前記選択した２区画に該当する稲の葉身から直接、作物の成育によって増減する作物情報である葉身窒素率に関連した波長の光を照射して得られる受光量から、この例では受光量を吸光度に換算して、該吸光度と、吸光度から葉身窒素率を求めるために予め定めた第２の作物関係式と、から前記２区画の窒素含有率が演算される。そして、ＮＯ５の区画が３．０％、ＮＯ７の区画が２．４％と求められ、この値を第２の作物情報としてＲＡＭ６１に記憶する。測定装置３０の接続ポート５６からデータ処理装置２０のＩ／Ｆボードを介して測定装置３０で求めた２区画の窒素含有率をデータ処理装置２０に送出してＲＡＭ２９に記憶する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
ＲＡＭ２９に記憶した第２の作物情報である２区画の窒素含有率に基づいて、同じくＲＡＭ２９に記憶した第１の作物情報（ＮＯ１〜９の窒素含有率）を区画ごとに補正して第３の作物情報とすることについて図１２により説明する。図１２に示すものは、横軸を測定装置３０で測定した窒素含有率（第２の作物情報）とし、縦軸をデータ処理装置２０で演算された窒素含有率（第１の作物情報）とした図である。つまり測定装置３０による２区画の窒素含有率３．０％と２．４％と、デ−タ処理装置２０による２区画のＮＯ５の４．２％とＮＯ７の３．６％の窒素含有率とによって作成した図である。このようにして、実際に直接、測定装置３０によって稲の葉身から測定した２区画の窒素含有率と、カメラ２で測定した窒素含有率との関係からなる単関数で表される直線によって相互関係を明らかにして、この単関数によってカメラ２で測定した窒素含有率を補正するものである。ここではこの関数で表される直線によって補正が行われ、この関数を補正換算式としてＲＡＭ２９に記憶する。図１３では具体的に、ＮＯ５は４．２％から３．０％に補正され、ＮＯ７は３．６％から２．４％に補正される。同じように２区画の相関によって決定される補正換算式に基づいて他の区画の値も図１３のように補正される。これによって第３の作物情報が得られる。得られた第３の作物情報は、９区画の作物情報であるが、これから更に平均値を求めて、カメラで撮影した範囲の１つの作物情報として取り扱うこともできる。なお、補正係数として、２区画の代表値を使った単関数で表されるものを示したが、この補正係数は、カメラで撮影した全区画の作物情報を説明変数として、測定装置３０で得られた全区画の作物情報を目的変数として得られる相関係数でもよく、線形、非線形に関係なく利用できる。